Cromosomas Humanos y
Cariotipos
Genetics
Brooker 4e
Chapter 8
Laboratorio 3
Genética
JA Cardé
1
Objetivos
 Al terminar este ejercicio los estudiantes podrán:
 Describir la estrategia utilizada para la preparación
de cariotipos.
 Mencionar ejemplos de formulas cariotípicas y su
interpretación.
 Discutir las características principales utilizadas en
la clasificación de los cromosomas humanos
 Montar juegos cromosómicos preparando el
cariotipo a partir de fotografías suministradas.
 Analizar los juegos de cromosomas y determinar si
hay algún desórden.
2
INTRODUCIÓN
 Variación genética implica diferencias entre
miembros de una especie o entre especies
diferentes.
 Variaciones alélicas: debido a mutaciones en
genes particulares
 Mutaciones cromosomicas: cambios
sustanciales en el número o la estructura
cromosomal
 Por lo general afectan mas de un gen
 Conocidas tambien como aberraciones
cromosomales
3
Porque es importante el estudio de
estas variaciones cromosómicas?
1. Pueden provocar daños mayores en el
fenotipo del organismo.
2. Pueden provocar daños mayores en el
fenotipo de la progenie de algún organismo
3. Se consideran una fuerza importante en la
evolución de especies.
4
Lab
Citogenética
 Campo de estudio de la genética que involucra el
examen microscópico de los cromosomas
 citogeneticista – típicamente examina la
composición cromosomal de una célula o un
organismo particular
 Permite detectar individuos con estructura o numero
anormal de cromosomas
 Provee método para distinguir entre especies.
 Ver Figura 8.1a
5
Lab
Citogenética
 Citogeneticistas usan tres aspectos principales
para identificar y clasificar los cromosomas:
 1. tamaño
 2. localización de los centromeros
 3. patrón de bandas
 Todos estos aspectos son estudiados en un cariotipo
 Figure 8.1c
 Como se hacen? (Ver Figura 3.2)
6
Cariotipos-Procedimiento
Procedimiento








5 ml de sangre o fluido amniótico
Coagulación, Centrifugación
Remover células blancas
Cultivarlas en medio que las estimula a
mitosis
Arrestarlas en Metafase
Distribuirlas en una laminilla
Fotografiarlas
Analizarlas
8
Short arm;
For the French, petite
Localización de los Centromeros
Lab
Long arm
Figure 8.1
9
Citogenética
 Para identificación detallada los cromosomas son
teñidos con tintes que generan un patrón de
bandas característico:
 Ejemplo: bandas G
 Se exponen los cromosomas con tinte Giemsa
 Algunas regiones ligan el tinte con mayor afinidad
 Bandas oscuras
 Otras regiones ligan el tinte con menos afinidad
 Bandas claras
 En humanos
 Se ven hasta 300 G bandas en metafase
 Hasta 2,000 G bandas en profase
10
Clasificación de Cromosomas para Cariotipos
11
Clasificación de Cromosomas para Cariotipos
 Grupo A: cromosomas 1-3, grandes con centromeros mediales
 Grupo B: cromosomas 4-5 grandes con centromeros submedialesGrupo
C: cromosomas 6-12, tamaño mediano, con centromeros submediales
 Grupo D: cromosomas 13-15, tamaño mediano, con centromeros
acrocentricos
 Grupo E: cromosomas 16-18 cortos con centromeros mediales o
submediales
 Grupo F: cromosomas 19-20 cortos, con centromeros mediales
 Grupo G: cromosomas 21-22 bien cortos con centromeros acrocentricos.
 Cromosoma X: similar al grupo C.
 Cromosoma Y: is similar al grupo G
12
Citogenética
 El patrón de banda es util en varias formas:
 1. Distingue cromosomas individuales uno del
otro.
 2. Detecta cambois en la estructura del
cromosoma
 3. Revela relaciones evolutivas entre
cromosomas de especies cercanas
13
Lab
La estructura del cromosoma puede
ser alterada por mutaciones (Fig 8-2)
 Dos formas principales en los que se puede
alterar la estructura de los cromosomas
 1. Cambiando la cantidad total de información genética
en el cromosoma
 Deficiencias/Deleciones
 Duplicaciones
 2. El material genética permanece igual pero ocurre
algún rearreglo
 Inversiones
 Traslocaciones
14
 Deficiencia (o deleción)
Lab
 Pérdida del algún segmento cromosómico
 Duplicación
 Repetición de un segmento cromosómico al compararlo
con uno cromosoma normal parental
 Inverción
 Cambio en la dirección del material genetico en un
cromosoma
 Traslocación
 Un segmento de un cromosoma se une a otro
cromosoma diferente
 Simples
 De un cromosoma a otro
 Reciprocas
 En ambas vías
Ver Figura 8-2
15
Deletion/
Lab
Human
chromosome 1
- q2
- q2-q3
- q2-q3
Human
chromosome 21
q2-q4 del 1 al 21
q2-4 del 21 por el q1-q2
del 21
Figure 8.2
16
Lab
Deficiencias/Deleción
 Cuando un cromosoma se rompe y se pierde un
fragmento: terminal vs intersticial
Figure 8.3
17
Lab
Deficiencias / Deleciones
 Sus consecuencias fenotípicas dependen de:
 1. El temaño de la deleción
 2. El material perdido
 Eran genes vitales para el organismo?
 Deleciones con efectos fenotípicos son usualmente
detrimentales
 Ejemplo, síndrome de cri-du-chat en humanos
 Por deleción del brazo corto del cromosoma 5
 Figura 8.4
18
 Deleciones se detectan por:
 Citología (ie. Microscopia)
 Detecta deleciones grandes
 Molecular – hibridizaciones, PCR
 Genetica
 Si en una poblacion mutante no se logra producir la mutacion de
regreso al tipo salvaje, indica que la mutacion se debe a algo q se
perdió
 Tambien puede revelarse por pseudodominancia
 Deleción de una copia del gen
 El alelo en el otro cromosoma es expresado
 Hipotesis: Si el perdido era dominante, entonces el
recesivo es el fenotipo
19
Lab
Duplicaciones
 Like deletions, the phenotypic consequences of
duplications tend to be correlated to size
 Duplications are more likely to have phenotypic effects if
they involve a large piece of the chromosome
 However, duplications tend to have less harmful
effects than deletions of comparable size. Why?
 In humans, relatively few well-defined syndromes
are caused by small chromosomal duplications
20
Inversiones
 Un segmento ha sido colocado en la orientación
opuesta
Centromere lies
within inverted
region
Figure 8.11
Centromere lies
outside inverted
region
21
 La cantidad de información genética es la misma
 PLT la mayoria de ellas no causan consecuencias fenotipicas,
 En casos raros, cuando afectan el fenotipo
 Efecto de punto de rompimiento
 Si el rompimiento es en un gen vital
 Efecto de Posición
 Un gen es ubicado en alguna posición que altera su expresión
 Un 2% de la población humana lleva inversiones
detectables con microscopia de luz
 La mayoría son fenotípicamente normal
 Aunque algunos pocos pueden producir progenie con
anormalidades genéticas
22
Traslocaciones
 Las recíprocas resultan en un rearreglo del
material genético, no en un cambio de la cantidad
total
 PLT se conocen como traslocaciones balanceadas
 Las recíprocas como las inversiones, no tienen
consecuencias fenotípicas
 En pocos casos resultan en efectos de posición
23
Variaciones en el Número de Cromosomas
 Euploide: un set cromosomal completo,
específico para una especie dada
 El numero de cromosomas puede variar de dos
maneras principales:
 Poliploidía
 Aumento en el numero de sets completos presentes mas alla
del número euploide
 Ocurre ocasionalmente en animales y frecuentemente en
plantas
 Aneuploidía
 Un numero anormal de cromosomas particulares en un set
 Poco común
24
Aneuploidía
 El fenotipo de eucariotas es influenciado por miles
de genes distintos
 La expresión de estos genes esta intrincadamente
coordinado para que el fenotipo sea normal
 Aneuploidía por lo general causa fenotipos
anormales
 Lleva a un desbalance en las cantidades de productos de
los genes (dosis de genes)
 La cantidad de un producto de un gen es proporcional al
numero de copias del gen
25
Aneuploidía
 Numeros cromosomicos alterados ocurre frecuente
durante gametogénesis
 5-10% de los embriones lo tienen
 Mas aún , ~ 50% de los abortos espontáneos se deben a
esto
 En algunos casos, una anormalidad en el numero de
cromosomas produce progenie que sobreviven
 Tabla 8.1
26
Tabla 8-1: Aneuploidías en humanos
Condición
Frecuencia
Sindrome
Trisomia 13
1/15000
Patau
Trisomia 18
1/6000
Edward
Trisomia 21
1/800
Down
XXY
1/1000 mal
Klinefelter
XYY
1/1000 mal
Jacobs
XXX
1/1500 fem
Triple X
XO
1/5000 fem
Turner
Rasgos
Autosomales
Sexuales
27
 Trisomías 12, 18, 21 sobreviven
 Involucran cromosomas relativamente pequeños
 Padres viejos son mas propensos a producir progenie
anormal
Ejemplo: Down (Trisomía 21)
Incidencia aumenta con la edad se los padres, especialmente madres
28
 Aneuploidía naturales involucrando cromosomas
sexuales
 Inactivacion de la X : cuerpos de Barr
 Un cromosoma de cada celula es inactivado permanentemente al
azar, se condensa en cuerpo de Barr.
 Porque esta inactivación al azar de la X?
 Aneuploidias involucrando cromosomas sexuales
generalmente producen efectos menos severos que
los de cromosomas autosomales
 Esto se explica con los cuerpos de Barr: X inactivadas:
 Todos los cromosomas X adicionales son convertidos en Barr.
 Los efectos fenotipos observados en tabla 8.1
 1. Por expresion de genes en X temprano en el desarrollo
 2. Desbalance en la expresión de genes pseudoautosomales
29
 Sindrome de Down es causado por un fallo en la
segregacion correcta del cromosoma 21
 Esta no-disyuncion ocurre mayormente durante meiosis 1
de en el ovocito
 La correlación entre la edad maternal y el síndrome
de Down puede deberse a la edad de los ovocitos
 Ovocitos primarios en humanos son producidos antes del
nacimiento,
 PLT se queda en profase 1 hasta ser ovulados, 12 años mas tarde
 Mientras la mujer envejece, cada ovocito primario ha
estado en profase uno cada vez por mas tiempo
 Este aumento en el tiempo puede contribuir a que la frecuencia de
no disyunción cromosomal aumente
30
Euploidía (número normal de cromosomas)
 Diploide en la mayoría de las especies
 Por lo general cambios en euploidia no son
tolerados
 Poliploidía es letal en animales generalmente
 Algunas variaciones en euploidia en la naturaleza
 Abejas hembras son diploides
 Machos (drones) son monoploides
 Contienen un solo set de cromosomas
 Raros vertebrados poliploides:
 Figura 8.20 0 Anfibios
31
Euploidía
 Algunos animales, en algunos tejidos presentan
variaciones normales en su ploidia
 Animales diploides pueden producir tejidos que son
poliploides
 endopoliploidía
 Hepatocitos pueden se tri, tetra u octaploides
 Cromosomas politenicos: en insectos, ejemplo
inusual de variación
32
Euploidía
 En plantas es común la poliploidía; tener varios sets
de cromosomas
 30-35% helechos y plantas con flores son poliploides
 Muchas frutas y granos alimenticios son poliploides
 Refer to Figure 8.22a
 Algunas veces lineas poliploides de plantas
presentan unas caracteristica agricolas especiales
 Grandes y robustos
 Figura 8.20a y b
33
Procedimiento
 Obtener un set de cromosomas
 Parear cada cromosoma con su pareja homóloga
enumerando cada par. Trate de ser consistente. El número 1
es el m as grande, su pareja debe ser del mismo tamaño,
con el mismo patrón de bandas y la misma localización para
el centrómero
 Determine la anormalidad en el cariotipo, usando la Clave
para Analisis Cromosomico, pueden ser pequeñas, sea
cuidadoso y consistente
 Investigue sobre su anormalidad, busque una foto real de un
cariotipo con el desórden
 Busque ejemplos de los 5 tipos de anormalidades
cromosómicas
34
Reporte de laboratorio
 Define en tus propias palabras que significa citogenética
 Explica brevemente la anormalidad cromosómica en algun
cariotipo analizado por usted:




cual es la anormalidad
el número total de cromosomas
el cromosoma específico involucrado
la razón para el género
 De acuerdo a lo que usted sabe de meiosis, como explica la
anormalidad?
 Compare los desórdenes y diga cual usted cree es el de
efectos mas negativos? Y el de menos?
 Porque cree que solo hay un ejemplo con monosomía?
 Los cariotipos se usan como herramientas prenatales. Es
garantía de un bebe libre de desordenes genéticos si su
configuracion cromosómica aparece normal? Explica.
35
Clave Simple para Análisis Cromosómico
 1A 46 cromosomas en el cariotipo  Ir a aseveracion 3
 1B No hay 46 cromosomas en el cariotipo  ir a aseveracion 2
 2A 47 cromosomas en el cariotiopo (3 de algun cromosoma) Trisomia
 2B Un cromosoma ausente en algun par Monosomía
 3A Todos los cromosomas estan pareados con su homologo sin piezas
obvias de mas ni de menos ,……………… Individuo Normal
 3B Alguno del par de homologos no son del mismo tamaño.
aseveracion 4
 4A Hay fragmentos añadidos a algun cromosoma  traslocación
 4B Hay fragmentos ausentes en algun cromosoma  Deleción
36
Simbolos












A-G grupo
1-22 numero de autosomales
X;Y, sexuales
/; mosaicismo en somaticas
d; deleción
dup; duplicación
i; isocromosomas, brazos identicos
inv; inversión
p-q; brazos corto y largo
s; satelite
t; traslocacion
+ o -; antes de numero indica adicion o perdida de un
cromosoma; despues de un número duplicación o delección de
fragmento
Formulas






46, XX, 46, XY – 46 cromosomas, 2 X hembra normal, X y Y varon normal
45, X – 45 cromosomas, hembra, una X (Turner)
47, XXY – 47 cromosomas, hembra, dos X, una Y (Klinefelter)
47, XYY – 47 cromosomas, varon, una X, dos Y, (Sindrome XYY)
47, XY, +21 – 47 cromosomas, varon, una X y una Y, 21 adicional (Down)
46, XX, 5p- - 46 cromosomas, hembra, dos X, deleccion p en 5 (Cri du
chat)
Prácticas de Cariotipos
 http://www.biology.arizona.edu/human_bio/activities/karyot
yping/karyotyping2.html
 http://learn.genetics.utah.edu/content/chromosomes/
 http://bio.rutgers.edu/~gb101/lab10_meiosis/meiosis_web/
karyotype4/karyo_frame1.html
 http://www.biologycorner.com/karyotype/
 http://home.earthlink.net/~heinabilene/karyotypes/karyoty.
htm
39
Referencias
 http://www.nature.com/scitable/topicpage/karyotypin
g-for-chromosomal-abnormalities-298
40
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